中南大学工程热力学
工程热力学童钧耕第六版
工程热力学童钧耕第六版
（最新版）
目录
1.童钧耕的《工程热力学》第六版简介
2.工程热力学的定义和作用
3.第六版的更新内容和特点
4.本书的学习建议
正文
《工程热力学》是工程领域中的一门基础课程，它主要研究热力学原理在工程中的应用。
童钧耕编写的《工程热力学》第六版，是一本非常优秀的教材，为我国的工程教育做出了巨大的贡献。
工程热力学是一门研究热力学原理在工程中的应用的学科。
它主要研究热力学系统的宏观性质和行为，包括热力学系统的能量转换、传递和储存等问题。
在工程领域中，工程热力学的应用非常广泛，它涉及到能源转换、制冷、工程热力学系统设计等多个方面。
童钧耕的《工程热力学》第六版，是在前几版的基础上，根据近年来工程热力学领域的最新发展和研究成果，进行了全面的修订和更新。
第六版的内容更加全面，结构更加清晰，理论与实践相结合，非常适合工程专业的学生学习和参考。
对于学习这本教材，我有以下几点建议：首先，学生需要有一定的数学和物理基础，这将有助于理解热力学的原理和公式。
其次，学生需要注重理论和实践的结合，通过大量的例题和习题，加深对热力学原理的理解和应用。
最后，学生需要积极参加课堂讨论和实验，通过实践活动，提高自己的工程热力学能力和技能。
总的来说，童钧耕的《工程热力学》第六版是一本优秀的教材，它对
我国的工程教育有着重要的影响和作用。
工程热力学习题答案
0；295.4 kJ；0.568 kJ/K -4.16×103 kJ；-5.82×103 kJ；-5.82×103 kJ （1）-86.55 kJ/kg； （2）-101.67 kJ/kg 定温：p 2 =0.6 MPa，v 2 =0.149 m3/kg；W=-247.04 kJ；Q=-247.04 kJ；△U=0 多变：p 2 =0.88 MPa，v 2 =0.149 m3/kg；T 2 =442.3 K；W=-301.88 kJ；Q=-90.56 kJ；△U=211.32 kJ 162.81 m3 （1）300 K；154.27 kJ/kg；0.514 kJ/(kg·K)
3-16： 0.13 kJ/K 3-17： 35 kJ 3-18： （2） cm
TA TB
2
TA TB ； （3） cm ln
4TATB
2
第四章 4-2： 4-3： 4-4： 4-5： 4-6： 4-7： 4-8： 4-9： 4-10： 4-11： 4-12： 4-13： 4-14： 4-15： 第五章 5-3： 5-4： 5-5： 5-6： 5-8： 5-9： 0.15 kg （1）95.3℃； （2）8.2×10-3 kg 6.85 kg；0.627 MPa 1.068×105 m3/h 27.93 kg/kmol （1）612.3 kJ； （2）713.9 kJ 558 kJ/kg 285.86 kJ；400.21 kJ； 293.53 kJ；407.9 kJ -595.8 kJ；-765.9 kJ；0.322 kJ/K （1）8.14×103 kJ；1.14×104 kJ； （2）8.97×103 kJ；1.23×104 kJ； （3）8.95×103 kJ；1.22×104 kJ； （4）6.66×103 kJ；9.91×103 kJ （1）93.46 kJ/min；130.85 kJ/min；0.4503 kJ/(K·min) （2）91.58 kJ/min；129.44 kJ/min；0.446 kJ/(K·min) （1）-147.19 kJ/kg；-205.82 kJ/kg；-0.4597 kJ/kg·K （2）-150.81 kJ/kg；-209.68 kJ/kg；-0.4683 kJ/kg·K （1）441.76 kJ/kg； （2）0.04218 kJ/kg·K；12.65 kJ/kg； （3）472.04 kJ/kg 3 O 2 ：7.6%；N 2 ：53.6%；CO 2 ：38.8%； 0.189 m /kg
实际气体状态方程
分子结构
核
+e
-e
+e
-e
电子云
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一 气体分子间的相互作用力
分子内部 正电荷中 心和负电 荷中心存 在偏差形 范德瓦尔 成电偶。 斯引力 电偶间相 互作用形 成引力。
分子距离很 小时产生相 相斥力 斥作用。
相互作 用力
氢原子可以 同时和两个 电负性很大 氢键 而原子半径 较小的原子 相结合。
核
+e -e
+e
-e
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核
+e -e
核
+e -e
电子云
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⑴ 静电力（葛生力）
分子由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成， 形成正电荷中心和负电荷中心。 非极性分子：正负电荷中心重合 极性分子：正负电荷中心不重合
分子极性大小：两个带电荷 e 和 e 的质点相距 l 时， 偶极矩 为：
中南大学能源科学与工程学院使用教材高等工程热力学苏长荪西安交通大学出版社能量系统的热力学分析方法傅秦生西安交通大学出版社参考教材高等工程热力学陈则韶中国科技大学出版社高等工程热力学曹建明北京大学出版社高等工程热力学王永珍清华大学出版社高等工程热力学童钧耕科学出版社教学内容实际气体状态方程8课时实际气体的热力学性质与过程6课时溶液的热力学性质4课时汽液相平衡6课时有限时间热力学4课时火用分析4课时第一章实际气体状态方程123456气体分子间的相互作用力和实际气体的区分实际气体与理想气体的偏差维里状态方程二常数半经验方程多常数半经验方程实际气体混合物主要内容第一节气体分子间的相互作用力和实际气体的区分理想气体状态方程
工程热力学课后习题及答案第六版(完整版)
2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解：（1）2N 的气体常数2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J • （2）标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v ＝0.8kg m/3v1=ρ＝1.253/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝pT R 0＝64.27kmol m/32-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。
试求被压入的CO 2的质量。
当地大气压B ＝101.325 kPa 。
解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO 2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO 2的质量 2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9B p p g +=11 （1） B p p g +=22（2）27311+=t T （3） 27322+=t T（4）压入的CO 2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-= （5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m ＝41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m 3，充入容积8.5 m 3的储气罐内。
工程热力学童钧耕第六版的概要
工程热力学童钧耕第六版的概要工程热力学是研究能量转换与传递的基本原理和方法的学科，它在工程领域中具有重要的应用价值。
童钧耕的《工程热力学》第六版是一本经典的教材，在工程热力学学习领域享有盛誉。
在本文中，我将为您提供该书的概要，帮助您快速了解其内容和重要的观点。
1. 引言部分：《工程热力学》第六版的引言部分主要介绍了热力学的基本概念和研究对象。
它阐述了热力学在工程领域中的重要性，并介绍了本书的结构和组织方式。
它还介绍了一些基本的热力学术语和符号，为后续章节的学习打下基础。
2. 热力学基本概念：该书的第一部分主要介绍了热力学的基本概念和基本定律。
其中包含了气体状态方程、能量守恒定律、热力学第一定律等内容。
这些基本概念和定律是热力学研究的基础，对于理解能量转换和传递的原理至关重要。
3. 热力学第二定律：第二部分重点介绍了热力学第二定律和其在工程领域中的应用。
这一部分包括熵、热力学温标、热机效率等概念的详细阐述。
它还介绍了熵增原理和热力学第二定律的几种等效表述形式，为能量转化和传递的最大限度利用提供了指导。
4. 热力学关键应用：第三部分着重讨论了热力学在工程领域中的关键应用。
其中包括燃烧与能源转化、蒸汽发生、蒸汽动力循环等热力学过程的详细分析。
它还介绍了热力学与流体力学、传热学、可持续能源等学科的交叉应用，拓宽了读者对热力学学科的认识。
5. 结论与展望：本书的结论部分对全书进行了总结，并展望了热力学领域的未来发展趋势。
它提醒读者在学习热力学的也要关注热力学与其他学科的交叉应用和创新。
它鼓励读者通过理论学习和实践应用，深入理解和掌握热力学的核心原理和方法。
总结起来，《工程热力学》第六版是一本涵盖热力学基本概念、定律和关键应用的综合性教材。
它以从简到繁、由浅入深的方式组织内容，有助于读者逐步理解和掌握热力学的核心知识。
通过对热力学第二定律和其应用的详细讲解，读者能够更好地理解能量转换与传递的原理，并在工程实践中灵活应用。
第5章 有限时间热力学
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结论： 1.若不增加不可逆传热温差所造成的损 失，降低 可提高制冷率 R Q 。 方法：增大蒸发器面积或传热系数以 提高 k 2 ,降低 等； 2. 在 及 R Q相同的条件下，为减少不 可逆损失应减小 ，在环境温度 TH 不变 的条件下，应提高冷源温度。
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第二节 内可逆卡诺循环的效率
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内可逆卡诺循环： 不考虑工质的粘性摩阻，工质在循环 过程内部是可逆的。然而，工质在吸热 过程和放热过程中与热源间存在温差。
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图1 内可逆卡诺循环
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工质在吸热和放热过程中的吸热量 Q1和放热量Q 2 分别 (1)
1
(18)
得到最佳x和y。
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例：50MW汽轮机发电机组，所配置锅炉HG220/100-1型锅炉。
TH 1356 .6K
PN 0.33
K1 5429 .4kW / K K 2 8516 .0kW / K
TL 278K
由牛顿法求的y=0.98，从而有：
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二 蒸气压缩制冷循环工质与热源间的最 佳温差
研究对象：蒸气压缩式制冷机
T d e
T1
c
TH
TL
a 0
T2
b S
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有限时间热力学的主要研究内容：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 卡诺热机的最佳效率与功率间的关系； 卡诺热机的效率与最大功率间的关系； 循环工质与热源间的工作温度； 功率与效率的谱分析； 制冷循环的有限时间热力学分析； 动力循环的有限时间热力学分析； 斯特林机的有限时间热力学分析； 其他循环与过程的有限时间热力学分析。
中南大学工程热力学复习题
且 T2=T1
U 0
试求： （１）活塞上升的距离； （２）对外作功量； （３）气体的换热量。
解：
由于活塞无摩擦，又能充分与外界进行热交换，故当重新达到热 力平衡时，气缸内的温度应与外界的温度相等。则
可得
（3）活塞上升的距离、对外作功量、气体的换热量。
U U2 U1 m2u2 mu 1 1
如图所示的气缸，其内充以空气。气缸截面积A=100cm2， 活塞距底面高度ｈ=10cm。活塞及其上重物的总重量 Gi=195kg。当地的大气压力p0=102kPa，环境温度t0=27℃。 若当气缸内气体与外界处于热力平衡时，把活塞重物取去 100kg，活塞将突然上升，最后重新达到热力平衡。假定活塞 和气缸壁之间无摩擦，气体可以通过气缸壁和外界充分换热。 该气体可视为理想气体，并满足理想气体状态方程pV=mRgT (Rg为气体常数)．已知工质热力学能与温度的关系为
《工程热力学》知识点整理(完整版)-第五版
第一章基本概念1.基本概念热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。
边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。
外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。
开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。
绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。
热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
相对压力：相对于大气环境所测得的压力。
中科大 高等工程热力学胡芃 笔记
中科大高等工程热力学胡芃笔记一、介绍本文将对中科大高等工程热力学胡芃老师的课程进行全面评估和深度探讨。
本课程主要涉及工程热力学的基本概念、热力学律和热力学运算等内容。
通过对这些知识点的学习，我们可以深入了解热力学在工程领域中的应用，为我们的工程实践提供理论支持。
二、基本概念在中科大高等工程热力学胡芃老师的课程中，首先介绍了热力学的基本概念。
热力学是研究热量和功的相互转化以及物质的性质随温度、压力的变化规律的科学。
通过学习热力学的基本概念，我们可以理解能量守恒和热力学第一定律等重要原理，为后续的学习打下基础。
三、热力学律在课程中，胡芃老师还介绍了热力学的基本律。
热力学的基本律包括热力学第一定律、热力学第二定律和熵增加原理等。
这些基本律对于工程热力学的应用具有重要意义，可以帮助我们理解自然界和工程实践中的热现象，为工程设计和优化提供指导。
四、热力学运算除了理论知识，课程还对热力学的运算方法进行了详细介绍。
在工程实践中，我们经常需要进行热力学计算，例如热力平衡计算、传热计算等。
通过学习热力学运算方法，我们可以掌握热力学计算的基本技能，为工程实践提供技术支持。
五、个人观点在学习中科大高等工程热力学胡芃老师的课程过程中，我深刻体会到热力学在工程领域中的重要性。
热力学知识不仅帮助我们理解自然界中的热现象，还为工程实践提供了理论支持。
通过学习热力学的基本概念、热力学律和热力学运算，我对工程热力学有了更深入的理解，为将来的工程实践打下了坚实的基础。
六、总结通过本文的探讨，我们对中科大高等工程热力学胡芃老师的课程进行了全面评估，深入了解了工程热力学的基本概念、热力学律和热力学运算等内容。
通过个人观点的共享，我们也总结了课程的重要性和学习的收获。
希望通过今后的学习和实践，能够更好地运用热力学知识，为工程领域的发展贡献力量。
以上即是本文对中科大高等工程热力学胡芃笔记的全面评估和深度探讨，希望对您的学习有所帮助。
七、热力学的应用在工程领域中，热力学的应用非常广泛。
沈维道《工程热力学》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第12~13章)【圣才出品】
V Vi
i
道尔顿分压力定律和亚美格分体积定律只适用于理想气体状态。
2．混合气体的成分
（1）气体混合物占组成含量百分数分类
①质量分数；
1 / 64
(12-3)
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②摩尔分数；
③体积分数。
（2）各种百分数的表示方法
①质量分数是组分气体质量与混合气体总质量之比，第 i 种气体的质量分数用 wi 表示
律。
（2）分体积定律
另一种分离方式如图 l2-1 所示。各组成气体都处于与混合物相同的温度、压力(T、p)
下，各自单独占据的体积Vi 称为分体积。对第 i 种组成写出状态方程式为 pVi ni RT
(12-2)
图 l2-1 理想气体分体积示意图 对各组成气体相加，得出
pVi RT ni
i
i
可得
i
xi
i
Rg ,eq
1
Rg ,eq Rg .i wi
i
（12-10）
二、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵 1．理想气体混合物的比热容
混合气体的比热容是 lkg 混合气体温度升高 l℃所需热量。1kg 混合气体中有 wi kg 的
第 i 组分。因而，混合气体的比热容为
c wici
i
同理可得混合气体的摩尔热容和体积热容分别为
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沈维道《工程热力学》（第 4 版）笔记和课后习题（含考研真题）详解
第 12 章 理想气体混合物及湿空气
12.1 复习笔记
一、理想气体混合物 1．分压力定律和分体积定律 （1）分压定律
p pi
动力工程及工程热物理学科硕士研究生招生复试方案.doc
动力工程及工程热物理学科2012年硕士研究生招生复试方案根据《教育部关于做好2012年招收攻读硕士学位研究生工作的通知》和《教育部关于加强硕士研究生招生复试工作的指导意见》及学校有关要求，结合我学院今年硕士研究生招生工作的实际情况，现确定动力工程及工程热物理学科2012年硕士研究生入学考试复试方案如下。
一、学院复试分数线及复试考生百分比1、复试分数线：四科总分：340，前三科总分：220政治：55，外语：55，业务课一：85，业务课二：852、复试考生百分比：149％二、复试比例及主要内容（一）、复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力水平考核在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。
（二）、复试笔试科目1、专业基础课：占160分。
（1）工程热力学：（80分）主要内容：基本概念、热力学第一定律、理想气体的性质、气体的热力过程、热力学第二定律、气体的流动和压缩、气体动力循环、水蒸气性质和蒸汽动力循环、制冷循环。
参考书目：《工程热力学》（第三版）严家禄主编高等教育出版社2001年《工程热力学》沈维道主编高等教育出版社2001年（2）工程流体力学：（80分）参考书目：《工程流体力学》陈卓如主编高等教育出版社2004年2、专业综合：占40分。
下列专业课考题中（每门课程2道题）任选4道题，每道题分数为10分。
（只允许选答4道题）。
（1）制冷原理与工程，《制冷原理及设备》吴业正主编西安交大出版社1997年（2）空调与供热工程，《空气调节》薛殿华主编清华大学出版社《供热工程》贺平、孙刚编著中国建筑工业出版社1993年（3）热能转换装置，《锅炉原理》（第二版）陈学俊、陈听宽编机械工业出版社1992年（4）气液两相流体动力学，《锅炉水动力学及锅内设备》鲍亦岭、陆慧林编哈工大出版社1993年（5）大气污染与控制，《大气污染控制工程》郝吉明、马广大编高等教育出版社1989年（6）叶轮机械原理，《透平机械原理》王仲奇、秦仁编机械工业出版社1984年（7）透平调节原理，《汽轮机调节原理》徐基豫、于达仁等内部讲义；《自动调节原理及透平机械自动调节》倪维斗、徐基豫主编机械工业出版社1990年（8）叶片泵与风机原理及设计，《叶片泵原理及水力设计》查森编机械工业出版社1980年（9）液力传动，《液力传动》李有义主编哈工大出版社2000年（10）叶片机原理，《航空燃气轮机原理》彭泽琰、刘刚编著国防工业出版社2000年（11）发动机控制原理，《航空推进系统控制》樊思齐主编西北工业大学出版社（三）、面试主要内容：（1）从事科研工作的基础与能力；（2）综合分析及语言表达能力；（3）外语听力及口语；（4）大学学习情况及学习成绩；（5）专业课以外其他知识技能的掌握情况；（6）特长与兴趣；（7）身心健康状态。
第二章热力学第一定律
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热一律的文字表达式
热一律: 能量守恒与转换定律
进入系统 的能量
-
离开系统 的能量
=
系统内部储存 能量的变化
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§2.2 闭口系能量方程
一般式 Q = dU + W Q = U + W q = du + w q = u + w
Q0
W 0
Q
U Q W
空 调
Q W
T
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§ 2.3 开口系能量方程
min 能量守恒原则
进入系统的能量
uin
1 2 cin 2 gzin
离开系统的能量
Wnet
mout uout 1 2 cout 2 gzout
=
系统储存能功的引入
门窗紧闭房间用电冰箱降温
以房间为系统 闭口系能量方程 绝热闭口系 Refrigerator Icebox
电 冰 箱
Q U W
Q0
W 0
U W 0
T
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门窗紧闭房间用空调降温
以房间为系统 闭口系能量方程 闭口系 Aircondition
Q U W
推进功(pv)
几种功的关系
1 2 wt c g z ws 2
q h wt u ( pv) wt
q u w
w ( pv) wt
△ c2/2
ws
做功的根源 w
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wt
△(pv)
g△ z ws
对功的小结
1、闭口系，系统与外界交换的功为容积变化功w 2、开口系，系统与外界交换的功为轴功ws 3、一般情况下忽略动、位能的变化
工程热力学和传热学课程教学大纲
《工程热力学与传热学》课程教学大纲Thermodynamics and Heat Transfer课程名称：工程热力学与传热学课程编号：130106009课程性质：专业基础课（必修）学时：32（含4学时实验学时）学分：2.0适用对象：机械设计制造及其自动化专业、机械设计制造及其自动化专业（卓越计划试点专业）、机械设计制造及其自动化专业（核电装备工程）、机械设计制造及其自动化专业（机械电子）、材料控制与成型专业先修课程：《高等数学》、《大学物理》等课程负责人：肖佩林大纲执笔人：肖佩林审核人：罗金良一、课程目标该课程为专业基础课程可以支撑毕业要求1、2的达成。
在阐述热力学普遍原理、热量传递机理的基础上，从工程观点来研究热能与其他形式能量间的转换规律、热量传递规律，研究热力学原理、传热学原理在技术上的各种具体应用。
通过本课程的学习可以使同学们掌握遵循能量传递和转换技术的客观规律来合理组织和优化各种热力系统的工程方法；能有效地使用增强或削弱传热的措施来解决工程实际问题。
二、课程的主要教学内容和教学方法第一篇工程热力学第一章基本概念1．基本内容：热力系统；平衡状态及状态参数；状态方程与状态参数坐标图；准平衡过程与可逆过程；功量与热量。
2．教学基本要求：了解：热功转换关系；热力循环及其性能指标。
掌握：热力系统及其分类；平衡状态及状态参数；状态参数的数学特征；准平衡过程和可逆过程的定义及区分；可逆过程功和热量的计算。
3．教学重点难点：重点：热力系统及其分类；平衡状态及状态参数；可逆过程与准平衡过程的区别与联系。
难点：准平衡过程和可逆过程。
4．教学方法：多媒体教学法、提问法、课堂讨论法。
5．与毕业要求的对应关系：学生能正确理解热能转换中常用的一些术语，基本概念；掌握热力系及其分类，平衡状态和状态参数，状态参数的数学特征；了解实际热力循环的类型及其性能指标。
第二章热力学第一定律1．基本内容：热力系统的储存能；热力学第一定律的实质；闭口系统的热力学第一定律表达式；开口系统的稳定流动能量方程式；稳定流动能量方程式的应用。
中南大学2021年《化工热力学》复习题及答案
1、偏离函数：*M M M R -= 指气体真实状态下的热力学性质M 与同一T ，P 下当气体处于理想状态下热力学性质M* 之间的差额。
2、偏心因子：000.1)lg(7.0--==r T s r P ω 表示分子与简单的球形流体（氩，氪、氙）分子在形状和极性方面的偏心度。
3、广度性质4、R-K 方程(Redlich-Kwong 方程)5、偏摩尔性质：偏摩尔性质 ij n P T ii n nM M ≠∂∂=,,])([在T 、P 和其它组分量n j 均不变情况下，向无限多的溶液中加入1mol 的组分i 所引起的一系列热力学性质的变化。
6、超额性质：超额性质的定义是 M E= M -Mid，表示相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想溶液性质的偏差。
ΔM E与M E 意义相同。
其中G E是一种重要的超额性质，它与活度系数】7、理想溶液：理想溶液有二种模型（标准态）：^fi id= X i f i （LR ） 和^fiid = X i k i （HL ）有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零，自由焓变化小于零。
8、活度：化工热力学简答题1、简述偏离函数的定义和作用。
偏离函数定义， *M M M R -=指气体真实状态下的热力学性质M 与同一T ，P 下当气体处于理想状态下热力学性质M* 之间的差额。
如果求得同一T ，P 下M R，则可由理想气体的M* 计算真实气体的M 或ΔM。
2、甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。
试用下表分析液化气成分选择的依据。
（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度，也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。
（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。
工程热力学-课后习题答案(第四版)--(华自强、张忠进等编)
kg/m3 ，试求烟道中烟气的真空 图 1-16 斜管压力计工作示意图 度为多少mmH O(4 ℃)。
2
解 因为真空度可以表示为 ρν = ∆hρg ，可以有
ρ v = ∆h煤油 ρ煤油 g = ∆h水 ρ 水 g
即
∆h水
=
∆h煤油
×
ρ煤油 ρ水
= l ⋅ sinα × ρ煤油 ρ水
( ) =
200
可解得
p = 0.222 MPa
代入（2）有
V2′ = 0.148 m3
1-14 上题中，若容器也为弹性，且容积正比于其中的压
力。试求最终的平衡压力及气球、容器两者各自的容积。
解 若最终容器容积为V2 ，气球容积为V2 ' ，终态压力为 p 则
p (V2 + V2 ') = m Rg T = p1 V1 + p1′ V1′
解
刚性容器：V1 = 0.1 m3 ; p1 = 0.4 MPa ;
橡皮气球：V1′ = 0.1 m3 ; p1′ = 0.15 MPa
两者连通前空气质量可表示为
m = p1 V1 + p1′ V1′ RgT Rg T
若最终的平衡压力p及气球的容积V2′ 为，则m又可表示为 m = p(V1 + V ) Rg T
解 p1 = 0.1 Mpa 每分钟输出气体质量
T1 = 293 K p2 = 0.3 MPa T2max = 333 K
m2
=
p2V2 RgT2max
=
p2 × 80 Rg T2 max
每分钟每台压气机吸气量
m1 =
p1V1 R gT1
=
p1 × 8 Rg T1
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( p pb )
p pb pv ( p pb )
弹性弯 管式压 力计
U形管 压力 计
附: 常用压力单位：
N 6 1Pa 1 2 1MPa=110 Pa m 5 1bar 110 Pa 1atm 101325Pa 760mmHg 1mmHg 133.32Pa 1mmH 2 O 9.80665Pa
1
管
2
2
•分类： 按系统与外界的质量和能量交换的不同，热力系可分为: 闭口系——热力系与外界无物质交换。由于系统所包含的物质质量 保持不变，亦称为控制质量系统。对于闭口系，常用控制质量法来 研究。
开口系——热力系与外界有物质交换。开口系通常总是取一相 对固定的空间，又称为控制容积系统。对于开口系，常用控制 容积法来研究。
•功可以用p-v图上过程线与v轴包围的面积表示。 •功不是系统的状态参数，是一个与过程特性有关的过程量。 •可逆过程的功可以应用系统内部的状态参数计算。
体积变化功：由气态工质组成的简单可压缩系统，当其反抗外力 （或在外力作用下）进行膨胀或压缩时，与外界交换的功相应地称为 膨胀功或压缩功。 有用功：
p
1
b
W Fdx pAdx pdV
W1 2 Fdx
1
（1）
2 1
a
δW
2
2
pAdx pdV （2）
2 1
如果工质是1kg，则所作的比功为：
1 w pdV pdv m w1 2
m
dv
n
V
2
值）
dx
2
约定：正值代表气体膨胀对外作的功；负值表示外力压缩气体所消耗的功。
例题\第一章\A4001441.ppt
1kPa=110 Pa
3
A4001441 如图，已知大气压pb=101325Pa，U型管内 汞柱高度差H=300mm，气体表B读数为 0.2543MPa，求：A室压力pA及气压表A的读数peA
解：
pB pb peB 101325Pa 0.2543 10 6 Pa 355600Pa
• （二）内燃机的工作原理 内燃机的主要部分为汽缸、活塞。
内燃机工作过程的特点是：燃料 在气缸内燃烧，所产生的燃气直 接推动活塞作功。
• （三）燃气轮机装置的工作原理
燃气轮机装置是一种比较新型的动力装置，最简单的燃气轮机装置 包括三个主要部件：压气机、涡轮和燃烧室。
讨论：上述三种热机的比较 •不同点：结构和工作方式不同。 •相同点： 1）存在某一种媒介物质以获得能量，从而具备作功的能力；(内燃
1-1 热能动力装置
• 定义：从燃料燃烧中获得热能并利用热能得到动力的整套设备。
• 分类： 燃气动力装置: • 内燃机 • 燃气轮机动力装置 • 喷气动力装置 …… 蒸汽动力装置
• （一）蒸汽动力装置的工作原理
蒸汽动力装置系统简图 1-炉子；2-炉墙；3-沸水管；4-汽锅；5-过热器；6-汽轮机；7-喷嘴 8-叶片；9-叶轮；10-轴；11-发电机；12-冷凝器；13、14、16-泵；15-蓄水池
按系统与外界之间能量交换的具体情况分：
绝热系——热力系与外界无热量交换。
孤立系——热力系与外界无任何能量和物质的交换。
简单可压缩系——热力系由可压缩流体构成，与外界只有可逆体积变 化功交换的系统。工程热力学讨论的大部分系统都是简单可压缩系统。
另外，也可按系统内部状况的不同，将系统分为均匀系（各部分性质 均匀）、非均匀系（各部分性质不均匀）；单元系（由单一的化学成 分组成）、多元系（由两种及以上的化学成分组成）。
1 2‘ p1
Pout1
2
弛豫时间与平衡恢复率的关系：二者互为倒数。
新平衡建立的条件：平衡的恢复率＞外界条件的变化率
准平衡过程：偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过 程。
准平衡过程中，物系随时具有力、热和化学的平衡，因而状态变化 的轨迹可用热力状态坐标图上的过程曲线表示。 • 进行条件：
上一节课内容回顾 1、什么是热能动力装置？热能动力装置可分为哪几类？ 2、什么是表压力，什么是真空度？ 3、闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质 量保持恒定的热力系一定是闭口系吗？ 4、有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量 不可分割，所以开口系不可能是绝热系，对不对，为什么？
机中混合气，蒸汽机中的水）
2）存在能提供热能的能量源； 3）只有一部分热能转变为功，余下的热能排向环境介质。
概括看来: 吸热、膨胀作功、排热对任何一种热能动力装置 都是共同的，也是本质的。
• 两个重要概念： 1）工质：实现热能和机械能相互转化的媒 介物质。 2）热源：工质从中吸取或向之排出热能的 物质系统。高温热源； 低温热源； 恒温热 源； 变温热源
1-4 平衡状态、状态方程式、坐标图
一、平衡状态 定义：一个热力系统，如果在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保 持不变，则系统的这种状态称为平衡状态。 没有热 量传递 热力 系统 没有相 对位移 存在化 学反应
热的平衡
力的平衡
热力平衡状态
化学平衡
……
实现热力平衡的充要条件：系统内部及系统与外界各种不平衡势差（力、 温度、化学势差）的消失。
相应地，状态参数的微增量具有全微分的性质，即
•基本状态参数：p、v、T
1）比体积：v =V/m，单位： 2）压力（压强）p ，单位：帕，
m3 /kg
1Pa=1N/m2
绝对压力：工质的真实压力，用p表示。
相对压力：压力计显示的压力
注意：表压力 pe（pg） 、真空度 (pv）、大气压力 pb
p p b pe
第一章 基本概念
Basic Concepts and Definition
本章基本要求
掌握工程热力学中一些基本术语和概念：热力系、平衡态、 准平衡过程、可逆过程等。
掌握状态参数的特征，基本状态参数p、v、T 的定义和单位 等。掌握热量和功量这些过程量的特征，并会用系统的状态 参数对可逆过程的热量、功量进行计算。 了解工程热力学分析问题的特点、方法和步骤。
v
s s2 温熵（T-s）图
T3
压温（p-T）图
T
只有平衡状态才能用状态参数图上的一点来表示
1-5 工质的状态变化过程
一、准平衡过程（准静态过程） 初始状态（平衡点1）： P1=Pout1 过程中： Pout2‘=Pout1-δP=恒定值 新的平衡（点2’） v 弛豫时间：物系由平衡被破坏到建立新平衡所需时间。 弛豫时间与物性关系：气体的弛豫时间比液体短；粘性大 的流体比粘性小的流体长。 p
F=F(p,v,T)
上述关系式称为状态方程式。
三、状态参数坐标图
一简单可压缩系的平衡状态只有两个独立参数，所以可用 平面坐标图上一点确定其状态，反之热力系任一平衡状态可 在平面坐标图上找到对应点。 由热力系状态参数所组成的坐标图——热力状态坐标图
p p1
T
p
1
T2
2 p3
3
v1 压容（p-v）图
Wu W Wr Wl
其中: W — 膨胀功； Wl — 摩擦耗功； Wr — 排斥大气功
pb
f
由于大气压力可作定值，故
Wr pb (V2 V1 ) pb V
而可逆过程不包含任何耗散效应，Ｗｌ＝０，可用功简化成：
Wu ,re pdV pb (V2 V1 )
1
2
•关于可逆与准静态的讨论：
1.可逆=准静态+没有耗散效应; 2.准静态着眼于系统内部平衡，可逆着眼于系统内部及系统与外 界作用的总效果; 3.一切实际过程不可逆; 4.可逆过程可用状态参数图上实线表示.
1-6 过程功和热量
一、功的定义与单位
W Fdx
起重物。
W Fdx 1- 2 1
2
定义：热力系通过边界与外界交换的能量,其全部效果可表现为举
A、物系平衡恢复的速度＞＞过程进行的速度（外界条件变化率的大小） B、过程进行无限缓慢
注意：无限缓慢不等于静止不动，为准静态过程。 举例：
•活塞运动速度＜10m/s •气体分子运动速度、 压力波
的传播速度＞几百米/s
按准平衡过程考虑
二、可逆过程与不可逆过程 •定义：系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化，这一过程称为可逆过 程；不满足上述条件的称为不可逆过程。 •可逆过程实现的条件：无耗散(通过摩擦、电阻、磁阻等使功变成热 的效应)的准静态过程。
约定：系统对外界作功取正，外界对系统作功为负。
单位：1J=1N ·m 比功：单位质量的物质所作的功，w=W/m （J/kg) 功率：单位时间完成的功，1W=1J/s 例如：功率为1KW的发动机，工作1h所作的功为千瓦· 小时，显然 1KW ·h=3600KJ
二、可逆过程的功 设质量m的气体工质，可逆膨胀：
各种温标的比较
100 ℃
Boiling point of water
373.15K
212°F
100parts
100parts
180parts
Triple point of water
0℃
273.15K
32°F
Absolute zero
-273.15 ℃
Celsius: ℃
0K
Kelvin: K
Fahrenheit: °F
p A H pB (133.32 300) Pa 355600Pa 0.3956MPa
p A pb peA p
eA
p A pb 0.3956MPa 0.101325MPa 0.2943MPa